歐洲四國海上風電發展機制比較分析
——基于技術創新系統思路

陳卓淳

文華學院 經管學部，湖北 武漢 430074

0 引 言

海上風電技術被認為是能源系統實現可持續發展的又一極具潛力的可再生能源選擇。自1991年丹麥建成第一個商業化近海風電場，海上風電已取得了較快的發展。根據全球風能理事會發布的2017年全球風電發展統計數據，2017年全球海上風電新增裝機容量為4 430MW(兆瓦)，累計裝機容量18 814MW，比2016年增長30%。海上風能正逐漸向世界主流能源邁進。一個不容忽視的事實是，一直以來，海上風電技術主要是在歐洲獲得迅速應用，至2017年底全球近85%的風電場都坐落于歐洲水域，而這又主要集中在英國、德國、丹麥、荷蘭。但從國別上來看，這些國家海上風電技術的發展呈現不同的發展軌跡，特別是最初的技術強國丹麥、荷蘭被英德兩國反超值得我們思考。

近些年國內學者對歐洲和中國海上風電的發展有所關注[1-5]，但研究基本上是介紹發展情況和政策的實施現狀，并沒有運用系統嚴謹的理論框架分析內在的發展機制，更沒有在統一理論框架下進行國別對比性分析。

本文選擇具有代表性的海上風電國家：英國、德國、丹麥以及荷蘭為分析對象，基于技術創新系統(Technological Innovation System，TIS)思路系統功能分析框架，來解析同一種可再生能源技術在不同國家發展和擴散的方向和速度呈現巨大差異的內在機制，以期為中國海上風電的追趕和超越提供一定的借鑒。

1 分析框架——技術創新系統及功能分析

技術創新系統是創新系統理論的最新進展[6-7]，被歐洲學者廣泛運用來解釋發達國家可再生能源技術的發展。但是目前國內學者對這一理論關注還僅僅停留在文獻引介上[8-9]。

技術創新系統(TIS)是在具體的制度條件下，由具體技術中相互作用的行為人構成的網絡，其目的是為了該技術的形成、擴散和利用[6]。一個技術創新系統內會發生大量不同的活動，映射出所有的內容非常困難。因此，只有那些影響創新系統目標的活動才需納入考量，這些活動被稱之系統功能。Bergek等基于文獻綜合歸納后，提出7大系統功能——企業的實驗活動(F1)、知識的建立和擴散(F2)、搜索導向(F3)、市場形成(F4)、資源調動(F5)、合法性的確立(F6)以及正外部經濟的發展(F7)，構建了較為完整的功能分析框架[7]。

實現各系統功能是一個新的技術創新系統建立和發展所必需的程序，直接影響到新技術開發和擴散的能力。每一個系統功能都可以有不同的實現方式，這些活動對系統功能的影響可能是有利的，也可能是負面的，負面的影響就意味著技術創新系統發展受阻或是部分瓦解。所以，我們可以通過分別研究不同功能的動態變化以及它們的相互作用來解釋和分析技術創新系統的運行情況。表1列出了可用來識別系統功能運行情況的不同因素。

表1 技術創新系統功能的識別

2 歐洲四國海上風能發展概況

歐洲海風資源豐富，估計2030年之前可實現的容量達5 800GW，歐洲風能協會計劃到2030年實現150GW的海上風電裝機容量，屆時提供歐盟14%的電力需求[10]。歐洲海風在2008年之后出現突破式增長，發展潛力十分強勁(見圖1)。2017年更是創下了新增裝機3 148MW的紀錄，為2016年的兩倍，累計裝機量達到15 780MW。四強分別是:英國(6 836MW)、德國(5 335MW)、丹麥(1 271MW)和荷蘭(1 118MW)，合計占2017年歐洲并網海上風電項目裝機量的93%。

圖1 1994—2017年歐洲海上風電新增(Annual)和累計(Cumulative)裝機容量[11]Fig.1 Annual and cumulative offshore wind capacity installations in Europe (1994-2017)

但是縱觀四國海上風電技術發展歷程，其軌跡卻存在極大差異和起伏。作為海上風電技術研發和應用第一國的丹麥，由于2008年之前的多年滯緩，裝機總量的領先地位被英國超出，2015年又被后起之秀德國趕超(2016年后被中國超越退位至世界第四)。而英國在2008年之后一直保持高速的發展勢頭穩居世界第一，使得在可再生能源應用上落后的英國脫穎而出。荷蘭是掌握海上風電技術的另一強國，在發展初期與英國不相上下，但卻在2008年之后停滯不前，直到2015年才出現新的轉機?？稍偕茉醇夹g應用主導國之一的德國，雖在海上風電技術應用上落后一步，但2011年后迅速追趕，不斷縮小與英國的差距，位居第二。四國2005年后的裝機容量變化見表1。

表2 2005—2017年歐洲4國(英、德、丹、荷)與中國海上風電裝機容量(單位：MW)

什么因素推動著英國和德國海上風電技術的持續快速增長？什么因素阻礙了該技術在丹麥和荷蘭的擴張？顯然厘清這些問題對中國海上風電的發展具有重要的借鑒意義。

3 四國技術創新系統功能實現情況分析

基于表1提供的思路，下面對英、德、丹、荷四國海上風電技術系統建立和發展過程中不同系統功能的實現情況進行對比研究，依據優、良、中、差四等級給出相對的強弱評判。

3.1 企業的實驗(F1)

F1功能可以借助(新進)企業的數量和實力、企業實驗的數量和類型等變量體現。本文從海上風電產業鏈中的風機制造、風場開發運營、風場建設及企業研發四個方面來考察，四國在該功能上的具體比較見表3。

表3 系統功能(F1)——企業的實驗

3.2 知識開發和擴散(F2)

知識開發情況可以通過參與技術研發的企業和高?？蒲袡C構的數量、研發成果(如專利和論文發表數量)等指標衡量。而知識的擴散則主要取決于學術機構的教育和培訓項目，以及他們與企業等行為人之間建立的各種學習網絡。四國的具體表現見表4。

3.3 搜尋指導(F3)

技術和知識主體的行為和成果、政府行為以及制度環境是影響搜尋方向的最密切要素。尤其是，海上風電作為新的領域，其技術的發展更是與政府的行為密切相關。政府負責相關法律法規、發展規劃、有關價格、技術標準等制度的制定、項目許可及審批等，這些都直接或間接影響到企業行為和行業的發展, 在這方面德國聯邦環境部和英國皇家地產公司成為重要推手。

而搜尋導向是否明確且有說服力，還會影響到企業的對新技術的態度和參與的積極性(F1，F2)，進而影響資源的流動和市場的發展(F4，F5)。因此該功能直接影響到技術創新系統能否順利建立和發展。具體分析見表5。

表4 系統功能(F2)——知識開發和擴散

表5 系統功能(F3)——搜尋指導

3.4 市場形成(F4)

市場形成和不斷擴張意味著新的企業和資源在不斷進入，以新技術為核心的產業鏈和行業才會建立和壯大，市場競爭力在不斷加強。因此，這一功能的實現和發展是表明一個技術創新系統在不斷成長的重要標志。制定積極的發展目標，規劃和批準一定數量的項目，是市場形成的充分條件；市場形成的必要條件，從根本上講是與成本與價格直接相關。在技術創新系統建立的初期階段，由于技術本身在價格上不具市場競爭力，市場形成嚴重依賴于各國政府在成本—收益方面實施的扶持政策。因此市場形成功能可以通過市場大小(累計裝機容量，已批準的和規劃中的容量)與市場形成的激勵政策來衡量。四國的具體分析見表6。

表6 系統功能(F4)——市場形成

3.5 資源的調動(F5)

資源主要是指人力資源、資金以及物質基礎設施的可獲得性的高低。由于歐盟市場是開放的，因此資源的調動上具有更強的流動性和互補性。具體分析見表7。

3.6 合法性的建立(F6)

新技術應用的合法性地位是否能確立并得以強化，會直接影響搜尋導向功能和市場形成功能，進而對企業試驗，資源的調動等其他功能形成顯著影響，是啟動系統功能良性互動的重要一環。該功能主要依賴三個方面的因素，具體分析見表8。

表7 系統功能(F5)——資源的調動

表8 系統功能(F6)——合法性的建立

以上的分析較為清晰地呈現了四國在各系統功能的實現情況和差異性。一個技術創新系統的發展進程不僅取決于系統功能的實現程度，更是決定于功能之間形成的互動關系。下面將從橫向和縱向兩個角度進一步討論四國海上風電技術系統功能在運行機制上存在的差異，由此討論四國海上風電技術發展過程中面臨的阻礙因素和推動力量。

4 四國海上風電技術創新系統的功能運行機制——互動分析

4.1 四國系統功能運行及互動的橫向比較

首先橫向比較四國海上風電技術創新系統中各種功能實現的強弱程度，體現四國整個技術創新系統的發展現狀(見圖2)。圖中按照上一部分分析所得出的四國海上風電技術創新系統功能實現的相對程度，分優、良、中、差四個等級，分別賦值1、0.75、0.5、0.25。

圖2 歐洲4國國內海上風電技術創新系統功能實現情況比較Fig.2 Comparation of TIS function performancesin the four European countries(覆蓋面積越大表示功能狀態和系統運行相對越好，圖中德國的一部分與英國的重合了，德國的面積最大，然后依次為英國、丹麥、荷蘭。)

比較而言，德國海上風電技術創新系統的6大功能實現得最好，整體分值最高，圖中覆蓋的面積最大，這也意味著系統的后續發展能力和潛力最強。英國的系統功能狀態其次，主要是英國本土企業實力(F1、F2)偏弱。

丹麥與荷蘭的情況不是很理想，F3、F4、F6均是弱勢功能，嚴重阻礙了系統的運行和發展。丹麥的技術系統是維持在慢速前行的軌跡上。而荷蘭，半數的系統功能實現程度很低，功能之間無法建立良性互動，國內技術系統的發展基本停滯，但由于F1和F2兩大功能的發展和支撐，系統并未瓦解。

那么F1和F2兩大基本功能的實現情況不好的英國為何能在海上風電發展上多年獨領風騷？丹麥，特別是荷蘭在系統功能發展嚴重不足的情況下，為何系統并未瓦解？在此我們還將引入一直被我們忽視的系統功能——外部經濟的發展(F7)。

由于歐洲的海風市場是具有競爭性的，資源在市場中具有很強的流動性。如果我們把技術創新系統的邊界從國別放大至整個歐洲市場時，就會發現各大功能均能很好實現，因為這些系統功能在不同國家之間形成了很強的互補性，由此外部經濟的發展(F7)功能得以很好的實現。因此，歐洲海上風電技術這個大的區域創新系統功能運行良好，這是歐洲在該領域獨占鰲頭的關鍵因素之一。

具體來說，英國的F1和F2都很弱，在封閉條件下，技術創新系統基本上沒有可能出現，即便有政府的大力扶持，英國也斷然不可能在短期內實現突破，所謂巧婦難為無米之炊。但英國的海風市場是對外開放的F4，運用補貼等優惠政策推動F3、F6，吸引來自德、丹、荷和其他風電技術強國的企業來發建設和運營海上風電場，國外的F1、F2通過外部性F7直接彌補了英國國內的-F1、-F2(后文用-F表示功能偏弱，或是產生了消極的甚至負面的影響)，并強化F5，以此實現了英國技術創新系統功能完整性。

與此同時，英國的龐大市場為荷蘭和丹麥以及德國的企業提供了發展空間。F1 和F2這兩大功能是維持丹麥和荷蘭海上技術系統發展的砥柱力量。尤其是荷蘭，因為合法性長期無法有效建立(-F6),導致市場無法形成(-F4)，進而無法形成有效預期和積極的搜尋導向(-F3),資源調動偏弱(-F5)，這必定會嚴重影響企業的實驗和研發積極性(-F1,-F2)，新的企業不參與，那么整個系統將陷于惡性循環之中，國內的海上風電技術系統必將難以為系。而恰恰由于以英國市場為主的歐洲市場支撐起了荷蘭海上風電技術系統中較強的F1、F2，使得荷蘭的海上風電的技術創新系統的基石依然強大。

4.2 四國系統功能發展及互動的縱向比較

四國目前的功能狀態是經過多年系統功能的動態變化和相互影響形成的。下面結合表1的數據縱向分析各國海上風電的發展歷程，以凸顯出系統發展過程中的關鍵系統功能及其對功能互動模式的影響。

英國的系統功能分析和歷年的裝機數據，都充分體現了英國政府發展海上風電的決心和力度一直很強勁，因此，基于政府的有力規劃和激勵政策，以強勁的合法性和市場擴張力量帶動并推動著系統功能之間建立穩定良性的互動，系統穩步發展，在此不再贅述。

德國的海上風電技術創新系統的建立和發展其實頗有起伏，因而具有重要的借鑒意義。事實上2001年德國聯邦海洋和水道測量局(BSH)就正式批準了第一個海上風電項目，盡管之后技術和研發上不斷有突破(F1、F2)，盡管英國做出了表率(F7), 盡管有政府的積極規劃和支持(適當地推動著 F4、F3、F6)，但是由于激勵的程度不夠(入網電價偏低、制度設置存在不足、電網建設及規劃滯后)等問題，導致成本高，極大地弱化了技術進步和政府行為對合法性和搜尋導向功能的作用(-F6、-F3)，企業不愿進入，或拿到項目后觀望不動工(-F5、-F7)，實際市場一直無法形成(-F4)。德國政府和企業在聯邦環境部的帶領下，經過9年的摸索、調整和博弈，電價和電網建設的激勵政策在隨后幾年繼續不斷調整(F6、F3得到不斷強化)，直到2009年德國的第一個海上風電示范項目Alpha Ventus風電場入網發電，最終帶動資源，市場和企業行動(F5、F4、F7、F1、F2)，整個系統功能由此完全實現。2009年之后德國政府進一步扶持，逐漸為技術的快速擴散構建了良好的制度和資源環境，2013年后該國海風市場的迅猛擴張說明創新系統在不斷成長，并進入良性互動模式。

丹麥與荷蘭海上風電均是經歷了長期的停擺。因篇幅原因，此處僅分析多次顯著起伏，問題更突出的荷蘭。

2001年，在荷蘭第四屆國家環境政策規劃(NMP4 )中，荷蘭政府著手推進社會經濟的可持續發展，其中“荷蘭能源轉型計劃”是重點。荷蘭政府支持包括海上風電在內的多種可再生能源技術的發展(F6)，2003年，荷蘭年經濟事務部提出(無上限)可再生能源生產補貼(MEP)計劃(F6、F3)，加上荷蘭企業在海上風電項目的成功嘗試(F1、F2)，推動了2007年前的發展(F5、F4)。

但是，2007年后，荷蘭海上風電的合法性因為政府班子改選受到嚴重影響，更換的相關部門領導人對可再生能源技術應用的態度和主張存在極大差異，更多地強調短期收益，海上風電技術沒能獲得有利的政策制度環境(-F6)。2007年推行新的有上限限制的生產補貼計劃(SDE)，2010年進一步調整為新的可再生能源生產補貼計劃SDE+。補貼發放基于成本—效益排序，即走招標程序。SDE和SDE+兩者的區別在于SDE安排下，每一種可再生能源技術都能獲得各自所屬的有限預算，而SDE+下，所有技術需要為一個有限的預算而競爭。這樣，SDE+基本上將海風技術排擠出可選的再生能源技術之外(-F6)。自2007年，海風在價格上不占優勢，荷蘭海風項目的第2輪和第3輪補貼許可申請多次被推遲后停止[17]，原本功能之間已建立的良性互動迅速轉化為惡性互動(-F6、-F3、-F5、-F4)，導致2008年之后，海上風電項目完全停擺(-F4)，相關企業均尋求向英國等海外市場發展(F1、F2、F7)。

2013年新的政府班子，強調海上風電是實現可再生能源發展目標必不可少的技術選擇，新上任的經濟部長提出要給予海上風電技術具體的扶持，并宣布將從SDE+預算中撥出一部分專門支持海上風電的發展，再次將海上風電技術納入考量之內[19]。

值得慶幸的是，歐洲整個海上風電市場為荷蘭的企業提供了發展空間(F7、F1、F2)，2013年的荷蘭政府對海上風電的態度和政策轉變，合法性重新建立(F6)，停滯的項目得以開展，新的項目通過審批，很快拉動其他系統功能(F3、F4、F5)，功能互動從惡性轉變為良性。2015年，荷蘭新增裝機容量179.7MK, 2016年新增691.5MK，總量重歸歐洲第四，另有1 380MK的項目已獲得審批[7]。荷蘭海上風電技術創新系統迅速獲得新生，并有望超過丹麥。

由此，通過對技術創新系統7大功能的實現情況、功能之間的互動和模式轉化分析，清晰地揭示了海上風電技術在歐洲四國的差異性發展歷程的內在原因和機理。這些分析可以為探討中國海上風電如何盡快突破發展瓶頸，實現追趕和超越，提供有力的洞察和借鑒。

5 結論與啟示

2007年綏中油田風電場和2010年上海東海大橋海上風電示范項目的相繼成功，標志著中國海上風電起步，但是與幾乎同期啟動海上風電的德國相比，中國海上風電技術的發展和應用滯緩了許多，之后與英德兩國的差距不斷擴大，并陷入了沒有完成“十二五”規劃的尷尬局面。中國歷年的裝機數據可參考表1?！笆濉逼陂g，中國海上風電行業的艱難前行和歐洲海上風電行業取得巨大成功形成了鮮明的對比。

基于歐洲四國海上風電演進的歷程和內在機制分析，本文最后得出如下結論和啟示：

(1)在資源跨國流動性較強的背景下，一個技術創新系統發展的初期階段，技術本身不是決定其應用和擴散的唯一影響因素，經濟成本和政治上的合法性地位F6直接影響搜尋導向F3和市場形成F4，這三大系統功能的實現和強化是帶動整個系統功能良性循環的關鍵力量。應該說，市場能否形成并穩定持續擴張，是技術擴散及其行業順利發展的直接表征。新技術的市場突破和擴張是關鍵功能實現后系統功能之間建立互動協同發展的紐帶和結果。比較分析已經證明了有力有效的政策是推動F3、F4、F6三大功能得以順利實現的主要力量。

中國政府在2014年前沒有明確合理的海上風電上網電價政策(-F6、-F3)，兩期特許招標確定的價格偏低(-F3、-F4)，導致招標項目延期多年開工(-F5)，企業對市場無法形成良性預期(-F1、-F2)，市場無法有效擴張(-F4)。

(2)新技術創新系統建立初期，需要有堅實的推動者作為技術創新系統的建立者而存在。該推動者首先是主導者，他有調動足夠資源的能力，能協調不同政府部門或機構之間的矛盾，推動部門合作，從資源、成本和制度環境上多方面促成自上而下的保障和保護；他同時又是牽線者，能在企業和不同政府部門之間形成溝通和協商的紐帶，能讓企業將發展面臨的各種困難、挑戰以及訴求自下而上地及時反映出來，從而有針對性地解決問題。

德國正是在其環境部的渦旋、推動和直接參與下，使得各項法規及措施出臺，幫助海上風電企業解決實際問題，使政府獲得企業的信賴，形成良性互動；而英國皇家地產公司從戰略規劃，項目的開發權審批、招標到資金和技術的跟進等多方面一直發揮著類似的作用，是英國海上風電成功的重要推手和參與者[4]。

中國的海上項目啟動之初，不同部門之間缺乏溝通和有效合作。由于國家能源局單獨主持的兩期特許招標項目的選址均在不同程度上與地方圍墾養殖、生態保護或航運航線等規劃沖突而調整。由此產生技術成本和經濟成本遠超預期使項目無法開工。而涉及能源、海洋、海事、環保、軍事等多個相關部門的海洋利用的總體規劃的缺失，以及在規劃不足下的部門協調機制的缺失、對項目前期審批、中期建設和后期運營管理措施的繁瑣等諸多問題均成為抑制未來市場形成的關鍵因素。

(3)短期，由于新技術一般不具有市場競爭力，如果保護力度不夠(如德國2009年前)、針對性不強或突然撤銷保護(如荷蘭2007年后)，技術的自發擴散和應用將會難以啟動和發展。而從長期來看，政府創新政策干預的連續性和演化性會極大地影響技術創新系統功能的發展和互動，進而影響系統的運行軌跡。荷蘭政府對海上風電技術應用的態度搖擺不定，政策扶持出現短期性、非連貫性和非一致性(前后矛盾)問題，導致系統功能互動模式由良性轉化為惡性，市場形成功能擱淺，系統發展停滯。

由于中國政府相關部門對海風技術發展和應用的認知不足，不僅引發海上風電“跑馬圈地”現象，還導致應用戰略方向出現調整，從早期的大力鼓勵潮間帶風電場到限制潮間帶海上風電開發；為此，國家海洋局出臺“雙十原則”進行遏制。這反映出了政策的波動性和短期性，不利于穩定的搜尋導向功能的實現和合法性地位的強化，實際的市場擴張無法形成。

(4)獲得市場競爭力是根本，是技術和相關產業獲得長期健康發展的砥柱。由于歐洲海上風電市場的開放性和競爭性，一個國家缺失的系統功能往往能及時從別的國家獲得補充，從而也保證了一國在國內某些系統功能不足甚至缺失的情況下，系統依然能運行良好(如英國)或避免系統完全崩潰(如荷蘭)[20]。但這一點，特別是當前技術的跨國轉移依然受到強大制約以及貿易保護主義抬頭的國際背景下，非歐盟國家無法完全實現。因此，從長遠來看，德國的內生式系統功能模式才是最有保障的[22]。荷蘭海上風電2015年后的迅速重整，從另一方面凸顯了技術的實力和企業的參與能力是一國技術創新系統形成和持續發展的基石。

中國海上風電技術有強大的陸上風電技術的支撐，具有良好的基礎，但是目前與歐洲還是存在較大的差距。因此，中國海風企業，一方面需要通過國際間的技術合作和技術轉移迅速實現技術追趕，另一方面要積極培育和掌握自主核心技術，培育完整的產業鏈和輔助產業。這就需要政府加大對海上風電技術的政策扶持，與海上風電行業一同逐步建立完善海上風電技術和裝備標準、產品檢測和認證體系等。

令人鼓舞的是，2014年后，中國政府在價格機制、海上風電建設規劃、管理和技術推進等方面陸續出臺了多項政策[1]。這些都從不同角度給出了中央和相關地方政府明確支持海上風電技術應用、推動市場發展的強烈信號。歐洲海上風電的成功激勵和國內海上風電合法性地位的強化，順勢帶動了中國海上風電技術創新系統中其他功能的實現和良性互動。因此，2016年中國的海上風電產業終于開始騰飛。2017年新增裝機容量1 164MW，累計容量2 788MW，排名全球第三，僅次于英國和德國，但與這兩國依然存在顯著差距。

從技術創新系統思路簡而論之，中國海上風電經過10年的摸索，系統功能基本實現；但是整個技術創新系統依然還處于初期階段，不具有完全的市場競爭力。未來的成長還存在極大的不確定性，并在很大程度依賴于同樣具有不確定性的政策方向、扶持力度和時效。2018年5月國家能源局下發《關于2018年度風電建設管理有關要求的通知》中，規定自2019年起，新增核準陸上及海上風電項目將全部通過競爭方式配置和確定上網電價。中國海上風電技術和產業的未來發展是挑戰和機遇并存。